202318. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kedvezőtlen kőzetnyomás-jelenségek előrejelzésére
3 HU 202 318 B 4 A fentiekben ismertetett módszereket részletesen tárgyalja Brady B. HG. Brown ET. „Rack Mechanics for Underground” című, a Mining Allen Unwill Kiadónál Londonban 1987-ben megjelent munkája. Laza, szemcsés, vízzel telt kőzetek veszélyes egyensúlyi állapotának megfigyelésére általánosan alkalmazott módszer a pórusvíznyomás figyelése. (Kézdi Á. „Bodenmechanik” Springer Verlag, Berlin 1971, és Fiszenko G. L. „Usztojcsivoszt borlov karierov i otvalov” Nedra, Moszkva 1965.) A megoldás lényege az, hogy a megfigyelést pontosan abban a kőzetkömyezetben végzik, ahol a veszélyes egyensúlyi állapot kialakulhat. A veszélyes állapot kialakulását a pórusvíznyomás valamely abszolút értéke jelzi, amely maga is a kőzetegyensúlyt közvetlenül kialakító komponensek egyike. Az eljárás hátránya, hogy a veszélyes pórusvíznyomás érték kialakulását a kedvezőtlen kőzetnyomás-viszony változás gyorsan követi, ezért megfelelő időtartamú előrejelzésre nem alkalmazható. A találmány célja .olyan eljárás és a foganatosítására alkalmas berendezés létrehozása, amely lágy, laza víztartalmú kőzetek esetében is alkalmazható a kőzetnyomás-viszonyok kedvezőtlen megváltozásának az előrejelzésére olyan időbeli előtartással, amely lehetőséget ad az előbbiekben felsorolt vagy más célszerű intézkedések foganatosítására, ily módon a kőzetnyomás megnövekedés ellensúlyozására vagy a kialakulásának megelőzésére. A célkitűzéshez tartozik az is, hogy az előrejelző módszert a bányászati termelő tevékenység emissziója ne befolyásolja. A találmányi gondolat több részfelismerés együttese és azok tudatos összehangolása. Ennek sorában legfontosabb az a felismerés, hogy nem rideg kőzetekben a reológiai és a relaxációs folyamatok együttesének eredményeként a fejtési üreg távolabbi környezetéből kiinduló mechanikai állapotváltozások következményei a fejtési üreg közvetlen környezetében csak egy- vagy többnapos késéssel jelentkeznek, miáltal a távolabbi környezetből kiinduló állapotváltozások észlelése elegendő időt ad a kedvezőtlen folyamatba való beavatkozásra. A találmányi gondolathoz tartozik, hogy a vízrekesztő kőzetek között lévő vízzel telített víztároló réteg pórusvíznyomásának időbeli alakulása jelzi a kőzetváz feszültségi állapotának gyorsabb megváltozását, ezáltal a távolabbi kőzetkömyezetből kiinduló kőzetállapot változások - amelyek később a kőzetnyomás-viszonyok megváltozását idézik elő - a távolabbi környezet gyengén vízáteresztő rétegeiben vagy a jó vízvezető, de vízrekesztő kőzetek közé zárt rétegeiben a pórusfolyadéknyomás alakulása megváltozásaként észlelhető, mégpedig a változás trendjében hirtelen bekövetkező pozitív irányú irány tangens változással. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti eljárás kedvezőtlen kőzetnyomás jelenségek előrejelzésére, elsősorban vízvezető és/vagy vízáteresztő közbetelepüléseket is tartalmazó kőzetek közötti bányaüregek, fejtési üregek állékonyságának megvédésére - amelynek során legalább egy helyen mérjük a pórusvíz nyomását, a mért értékeket feldolgozzuk, és adott esetben veszélyjelzést generálunk - azon alapul, hogy a pórusvíz nyomásának mérését a védendő bányaüreg célszerűen távolabbi környezetében a kőzetben elhelyezkedő jó vízvezető és/vagy gyengén áteresztő közbetelepülésekben, pl. homoklencsékben, homokos agyaglencsékben azonos időintervallumonként hajtjuk végre, eközben meghatározzuk a mért jelek időintervallumonkénti különbségét, az így mért különbségértékeket tároljuk, majd azokat előre meghatározott kőzetnyomás változás értékekkel hasonlítjuk össze, a veszélyjelzést pedig egy adott kritikus érték esetén generáljuk. A találmány további ismérve lehet, hogy a pórusvíz nyomásra jellemző jeleknek az azonos időintervallumokra eső eltárolt különbségeit a bányaüreg geometriai adatainak változásaival, pl. hidraulikus tárnok konvergenciasebességével hasonlítjuk össze. Egy másik foganatosítási mód esetén a múltban bekövetkezett kőzetnyomás változásokat megelőzően azonos időintervallumokban mért különbségi értékeket összegyűjtjük és referencia tárolóba tápláljuk be. Ugyancsak lehetséges foganatosítási módnál új bányaüreg esetén összehasonlításul hasonló adottságú területek meglévő adatait használjuk föl. Bármely foganatosítási mód esetén a kritikus értékek megközelítésekor már azok elérése előtt figyelmeztető jelzést generálunk, a méréseket pedig a mérési helyeken egyszerre több pontban hajtjuk végre. A találmány szerinti berendezés kedvezőtlen kőzetnyomás jelenségek előrejelzésére, elsősorban vízvezető és/vagy vízáteresztő közbetelepüléseket is tartalmazó kőzetek közötti bányaüregek, fejtési üregek állékonyságának megvédésére - amely legalább egy fúrólyukban elhelyezett mérőeszközt, valamint vele összekapcsolt feldolgozó egységet és a feldolgozó egységhez csatlakoztatott riasztó jelzőt tartalmaz - oly módon van kialakítva, hogy a fúrólyukak a bányaüreg célszerűen távolabbi környezetében a kőzetben elhelyezkedő jó vízvezető és/vagy gyengén áteresztő közbetelepülésekbe, pl. homoklencsékbe, homokos agyaglencsékbe vannak mélyítve, az egyes homoklencsékhez és/vagy homokos agyaglencsékhez hozzárendelt nyomásmérő eszközök jeltovábbító vezetékek útján mérőhelyi egységhez vannak kapcsolva, a mérőhelyi egység adatgyűjtővel és referencia tárolóval, valamint ezekhez kapcsolt különbségképző és összehasonlító adatfeldolgozó mikroszámítógéppel és tápforrással van ellátva, a mérőhelyi egység kimenetéhez pedig legalább egy riasztó jelző van csatlakoztatva. A találmány szerinti berendezés további ismérve lehet, hogy bányafolyosókból felfelé irányuló fúrólyukak esetén a felfelé irányuló fúrólyukak alsó végei tolózárakban végződnek és nagyérzékenységű nyomásmérő eszközzel vannak ellátva. Egy célszerű kiviteli alaknál a bányafolyosóból lefelé irányuló fúrólyukak esetén a lefelé irányuló fúrólyukakban packerek alatt talpnyomásmérő eszközök vannak elhelyezve. Egy másik kiviteli alaknál felszíni fúrólyukak esetén azokba a homoklencse vízszintjének meghatározására alkalmas vízszintmérő eszköz van lebocsátva. További kiviteli alaknál a fúrólyukak béléscsővel vannak ellátva, amelyek a homoklencsébe vagy a homokos agyaglencsébe nyúló perforált szakaszokban végződnek. Bármely kiviteli alaknál a berendezés több mérőhelyi egységgel van ellátva, az egyes mérőhelyi egységek összekötő vezetékek útján irányítóközponttal vannak 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
